三門峽水庫運(yùn)用方式調(diào)整對水電站發(fā)電影響及補(bǔ)償措施

□孟 景（黃河勘測規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司）

□馬志瑾（黃河水文水資源科學(xué)研究院）

□李敬茹（黃河勘測規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司）

1.背景

黃河三門峽水利樞紐是新中國成立后在黃河干流上修建的第一座大型綜合開發(fā)利用水利工程，承擔(dān)著防洪、防凌、發(fā)電和灌溉的任務(wù)。三門峽水庫運(yùn)用方式和潼關(guān)高程的變化一直受到人們的特別關(guān)注。

為加強(qiáng)渭河流域綜合治理，控制和降低潼關(guān)高程，2002年水利部組織黃委會(huì)水科院等單位，成立了關(guān)于“潼關(guān)高程控制及三門峽水庫運(yùn)用方式”課題研究組，開展了潼關(guān)高程控制及三門峽水庫運(yùn)用方式研究，并進(jìn)行了模型實(shí)驗(yàn)和原型試驗(yàn)（2002年11月開始），該項(xiàng)目于2005年11月通過了水利部組織的驗(yàn)收。水庫運(yùn)用方式的調(diào)整在一定程度上降低了潼關(guān)高程，有利于渭河的防洪綜合治理，但同時(shí)對水庫周邊的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和居民生活用水以及水電站的發(fā)電運(yùn)營將造成直接影響。

2008年，水利部將研究提出的黃河三門峽水庫運(yùn)用方式調(diào)整意見以水規(guī)計(jì)【2008】374號文《水利部關(guān)于審批三門峽水庫運(yùn)用方式調(diào)整意見的請示》上報(bào)國務(wù)院，近5年內(nèi)三門峽水庫運(yùn)用方式調(diào)整為：汛期敞泄，非汛期平均水位不超過315m、最高蓄水位不超過318m；遇嚴(yán)重凌情、特大洪水和特殊情況時(shí)，三門峽水庫仍按原方式運(yùn)用。

水庫運(yùn)用方式調(diào)整后，由于非汛期水庫蓄水位下降，汛期敞泄，使電站發(fā)電量減少，將引起發(fā)電收入減少。

2.調(diào)整方案對發(fā)電量影響

采用原型試驗(yàn)前的水庫運(yùn)用方式與水利部報(bào)國務(wù)院的水庫運(yùn)用方式進(jìn)行比較。原型試驗(yàn)前的水庫運(yùn)用方式為：汛期當(dāng)潼關(guān)流量大于2500m3/s時(shí)敞泄，否則按305m控制；非汛期最高運(yùn)用水位321～322m。水利部報(bào)國務(wù)院的運(yùn)用方式為汛期敞泄；非汛期最高水位不超過318m，平均水位不超過315m。

2.1 計(jì)算條件

2.1.1 徑流資料

根據(jù)任務(wù)書要求，計(jì)算采用的水文資料采用了兩個(gè)徑流系列，一個(gè)是1978～1982年+1987～1996年水文系列，簡稱其為“系列Ⅰ”，另一個(gè)是1987～2001年水文系列，簡稱其為“系列Ⅱ”。兩個(gè)系列的水量特征值見表1。

表1 兩個(gè)水文系列的水量表

2.1.2 萬家寨引黃入晉水量考慮

由于本次主要是分析未來短期內(nèi)水庫運(yùn)用方式調(diào)整對發(fā)電的影響，所以本次計(jì)算采用實(shí)際引水量值進(jìn)行估算。根據(jù)2004～2009年萬家寨實(shí)際引水流量，計(jì)算出多年平均月引水過程，對計(jì)算采用的兩個(gè)系列中萬家寨引水工程生效前的徑流系列進(jìn)行調(diào)整。

2.1.3 對潼關(guān)至三門峽間水量損耗考慮

實(shí)測資料表明，潼關(guān)至三門峽間有較多的水量損耗。1996年以來尤為突出，根據(jù)1996～2003年實(shí)測資料分析，三門峽水文站年水量比潼關(guān)站年水量少9.9億m3～22.3億m3，平均為16.2億m3，1998年以來均在14.5億m3以上。在計(jì)算發(fā)電量時(shí)，為反映這個(gè)情況，除了考慮萬家寨引黃入晉用水外，再扣除這部分水量，每年按16.2億m3計(jì)。

2.1.4 對防凌、桃汛和汛前調(diào)水調(diào)沙的考慮

目前小浪底水庫有足夠的庫容可以用于防凌，故目前不考慮三門峽水庫承擔(dān)防凌任務(wù)。對于桃汛，要利用其大流量沖刷潼關(guān)泥沙降低潼關(guān)高程，故三月份要求最高水位不高于315m。根據(jù)三門峽樞紐局提供的資料，計(jì)算發(fā)電量時(shí)要扣除桃汛調(diào)水調(diào)沙及汛前調(diào)水調(diào)沙棄水水量8億m3。

2.1.5 發(fā)電引用流量

發(fā)電機(jī)組引用流量，一要受限于規(guī)定的汛期流量大于2500m3/s停止發(fā)電，二要考慮機(jī)組發(fā)電預(yù)想出力的引用流量限制。

2.1.6 運(yùn)用方式

根據(jù)《關(guān)于三門峽水庫運(yùn)用方式調(diào)整及補(bǔ)償方案評估的專家組意見（初稿）》（2007年11月），結(jié)合三門峽樞紐局1990～2007年月平均庫水位資料，三門峽水庫運(yùn)用方式調(diào)整前非汛期月平均水位可按316m計(jì)算。三門峽水庫運(yùn)用方式調(diào)整前對汛期發(fā)電量根據(jù)汛期實(shí)測流量大于2500m3/s的頻率進(jìn)行折算，水庫汛期月平均水位按305m計(jì)算；運(yùn)用方式調(diào)整后汛期敞泄不發(fā)電，非汛期月平均水位按315m計(jì)算。水位在312m以下不考慮6號、7號機(jī)組運(yùn)用。

三門峽水庫運(yùn)用方式調(diào)整后，由于汛期敞泄不發(fā)電，水位很低，發(fā)電機(jī)組長時(shí)間停運(yùn)導(dǎo)致發(fā)電過流通道嚴(yán)重淤堵，加之汛后來水較小，水庫回蓄到正常發(fā)電水位需較長時(shí)間，從而增加清理淤堵費(fèi)用并延誤汛后發(fā)電時(shí)間。根據(jù)三門峽樞紐局提供的資料，非汛期最高運(yùn)用水位318m，平均水位315m，計(jì)算中最多考慮2個(gè)月的平均水位316.5m，其它月份按314.5m考慮，11月份水庫蓄水及機(jī)組清淤（水位從敞泄蓄至315m）平均水位308m，6月份三門峽配合小浪底進(jìn)行調(diào)水調(diào)沙運(yùn)用，棄水5億m3，到6月下旬逐步降低水位開始敞泄運(yùn)用，所以6月份的平均水位較低。11月和6月部分時(shí)間水位達(dá)不到水輪機(jī)的最小工作水位，不能發(fā)電運(yùn)用，進(jìn)行適當(dāng)折減。

2.1.7 對電站調(diào)峰的考慮

近年來三門峽水電站參加電網(wǎng)調(diào)峰，一天中的平、峰、谷時(shí)段電價(jià)不同。詳細(xì)模擬電站調(diào)峰運(yùn)行非常復(fù)雜，本次按簡化法估算其影響。電站汛期不考慮調(diào)峰，原因有二，一是汛期水庫水位低（不高于305m），庫容?。欢前l(fā)電不保證，當(dāng)入庫流量大于某值或含沙量大于某一值時(shí)要停止發(fā)電。電站在非汛期參與電網(wǎng)調(diào)峰，根據(jù)近年來電站調(diào)峰運(yùn)行的最高庫水位和平均庫水位資料，估算調(diào)峰對發(fā)電量的影響。

2.1.8 機(jī)組大修考慮

三門峽水庫運(yùn)用方式調(diào)整前1～5號機(jī)每年安排1臺(tái)機(jī)大修，大修時(shí)間為3.5-4個(gè)月，一般安排于12月-次年4月份，本次按12月至次年3月份考慮。6～7號機(jī)汛期不發(fā)電，可以安排大修。

運(yùn)用方式調(diào)整后汛期不發(fā)電，可安排1～7號機(jī)組大修。

2.2 發(fā)電量計(jì)算結(jié)果

根據(jù)上述基本資料，三門峽水庫運(yùn)行方式調(diào)整前后發(fā)電量計(jì)算成果見表2。

表2 調(diào)整方案前后發(fā)電量統(tǒng)計(jì)表

從表2中可以看出，由于調(diào)整運(yùn)用方式后汛期不發(fā)電，非汛期平均運(yùn)用水位從316m降低到315m，所以運(yùn)用方式調(diào)整后多年平均發(fā)電量減少，而且汛期減少較多?！跋盗孝瘛陛^調(diào)整前減少了37%，其中汛期減少量占70.4%；“系列Ⅱ”較調(diào)整前減少了39.9%，其中汛期減少量占73.8%，調(diào)整運(yùn)行方式對發(fā)電量的影響較大。

3.對發(fā)電收入影響分析

發(fā)電收入的多少取決于發(fā)電量和上網(wǎng)電價(jià)。三門峽水電站的上網(wǎng)電價(jià)比較復(fù)雜，不同機(jī)組、不同季節(jié)電價(jià)不同，2003年7月起又有一天中的峰、平、谷時(shí)段不同電價(jià)。

按2009年11月20日開始執(zhí)行的平均上網(wǎng)電價(jià)測算，三門峽水庫運(yùn)用方式調(diào)整后減少的發(fā)電收入見表3。根據(jù)三門峽樞紐局提供的資料，廠用電率和損耗率按3%計(jì)算。考慮電廠用電和損耗，兩個(gè)系列年上網(wǎng)電量減少值相差不大。據(jù)此計(jì)算，按現(xiàn)行售電價(jià)格，兩個(gè)系列發(fā)電收入相差806萬元。因?yàn)椤跋盗孝瘛辈捎玫氖瞧剿晁南盗校摇跋盗孝瘛焙汀跋盗孝颉卑l(fā)電收入相差不大，因此本次推薦采用“系列Ⅰ”的計(jì)算成果作為發(fā)電影響補(bǔ)償?shù)膮⒖家罁?jù)，即調(diào)整運(yùn)用方式后，三門峽水電站發(fā)電收入減少12714萬元。

表3 減少電力收入測算表

4.結(jié)論及補(bǔ)償措施

根據(jù)三門峽水庫運(yùn)用方式對電站發(fā)電的影響分析，三門峽水庫運(yùn)用方式調(diào)整后，平水系列計(jì)算，電站年發(fā)電量減少5.3億kW·h，按照當(dāng)前平均上網(wǎng)電價(jià)計(jì)算，年均減少發(fā)電收入12714萬元。按減少的發(fā)電量核算，相當(dāng)于發(fā)電收入的37%。對三門峽樞紐局造成較大的影響，將造成樞紐局運(yùn)行困難。針對因調(diào)整水庫運(yùn)行方式給三門峽樞紐局造成的發(fā)電收入損失，結(jié)合具體情況，進(jìn)行研究。

4.1 經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償措施

按現(xiàn)行售電價(jià)格，對三門峽樞紐局因運(yùn)行方式調(diào)整造成的損失，可全部由國家直接補(bǔ)償。

4.2 提高上網(wǎng)電價(jià)

發(fā)電收入的多少取決于上網(wǎng)電價(jià)和發(fā)電量。目前樞紐局非汛期上網(wǎng)電價(jià)為2009年11月調(diào)整后的0.242元/kW·h，三門峽水庫運(yùn)用方式調(diào)整后，可通過提高上網(wǎng)電價(jià)彌補(bǔ)因調(diào)整運(yùn)用方式帶來的發(fā)電收入損失。

4.3 增加裝機(jī)容量

三門峽水庫運(yùn)行方式調(diào)整后，汛期敞泄、非汛期水位控制在318m以下，最高庫水位較原322m水位降低了4m，水庫調(diào)節(jié)能力大大下降。另外，每年的桃汛和汛前調(diào)水調(diào)沙期間，水庫需要棄水來滿足調(diào)度要求。水庫運(yùn)用方式調(diào)整后，發(fā)電收入大幅度減少。因此，可以改擴(kuò)建2#～5#機(jī)組以增強(qiáng)水庫非汛期發(fā)電調(diào)節(jié)能力，增強(qiáng)河南電網(wǎng)的水電調(diào)峰能力。

4.4 降低或減免稅負(fù)

鑒于水庫運(yùn)用方式調(diào)整后三門峽水庫的社會(huì)公益性特點(diǎn)更加突出，并隨著電力收入的減少將導(dǎo)致社會(huì)公益性支出資金減少。作為電力生產(chǎn)損失的補(bǔ)充政策措施，建議降低增值稅稅率。

[1]吳春華，嚴(yán)大鵬，等.三門峽水庫不同運(yùn)用水位對庫區(qū)生態(tài)環(huán)境及社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響分析報(bào)告[R].鄭州：黃河勘測規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司，2004.

[2]梁忠民，鐘平安，等，水文水利計(jì)算[M].北京：中國水利水電出版社，2006.